实验1DDS信号源实验报告.docx

实验1 DDS信号源实验报告学号：222012315220065 姓名：唐小彬一、实验目的1了解DDS信号源的组成及工作原理；2掌握DDS信号源使用方法；3掌握DDS信号源各种输出信号的测试；4配合示波器完成系统测试。二、实验仪器1DDS信号源 2. 100M双踪示波器1台三、实验原理1.DDS信号产生原理直接数字频率合成(DDSDigital Direct Frequency Synthesis)，是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM、D/A转换器和低通滤波器构成。时钟频率给定后，输出信号的频率取决于频率控制字，频率分辨率取决于累加器位数，相位分辨率取决于ROM的地址线位数，幅度量化噪声取决于ROM的数据位字长和D/A转换器位数。图2-1 DDS信号产生原理DDS信号源模块硬件上由cortex-m3内核的ARM芯片(STM32)和外围电路构成。在该模块中，我们用到STM32芯片的一路AD采集（对应插孔调制输入）和两路DAC输出（分别对应插孔P03.P04）。抽样脉冲形成电路（P09）信号由STM32时钟配置PWM模式输出，调幅、调频信号通过向STM32写入相应的采样点数组，由时钟触发两路DAC同步循环分别输出其已调信号与载波信号。对于外加信号的AM调制，由STM32的AD对外加音频信号进行采样，在时钟触发下当前采样值与载波信号数组的相应值进行相应算法处理，并将该值保存输出到DAC，然后循环进行这个过程，就实现了对外部音频信号的AM调制。实验箱的DDS信号源能够输出抽样脉冲（PWM）、正弦波、三角波、方波、扫频信号、调幅波（AM）、双边带（DSB）、调频波（FM）及对外部输入信号进行AM调制输出。2.DDS信号源使用及信号生成表DDS信号源主要包含以下几个部分：LCD：显示输出信号的频率。调制输入：外部调制信号输入铆孔（注意铆孔下面标注的箭头方向。若箭头背离铆孔，说明此铆孔点为信号输出孔；若箭头指向铆孔，说明此铆孔点为信号输入孔）。 P03：DDS各种信号输出铆孔。 P04：20KHZ载波输出铆孔。P09：抽样脉冲输出铆孔。 SS01：复合式按键旋纽。按键用来选择输出信号种类；旋纽用来改变信号频率。W01（幅度调节）：用来调节输出信号的幅度。DDS信号产生的种类如下表所示：输出序号调制输入P03（输出）P04（输出）P09（输出）LED1：亮 0：灭D4D3D2D112K正弦波抽样脉冲（PWM）（频率0.1-20KHZ可调）00012正弦波2K正弦波抽样脉冲（频率为初始设定值）00103三角波2K正弦波00114方波2K正弦波01005扫频2K正弦波01016调幅待调信号（2K正弦波）01107双边带待调信号（2K正弦波）01118调频待调信号（2K正弦波）10009外部调制信号外输入信号AM调制20K载波100110内置误码仪，P02输出32KKZ随机码，P01接收信道回送随机码101011USB转串口1011初始时输出序号为0001，对应“抽样”输出状态。按下复合式按键旋纽SS01，可切换不同的信号输出状态，按一次输出序号递增，DDS最大序号为9，正好与l0种输出信号状态对应。序号10为内置误码仪测试功能，序号11为USB转串口数据通道。序号为11后，继续按复合按键旋纽，则返回初始序号1。D0l、D02.D03.D04四个指示灯将显示输出的序号状态。四、实验内容及步骤1.加电打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。2.信号输出类型调节通过按下复合旋钮SS01，调节P03的输出类型，使其分别输出1.正弦波，2.三角波，3.方波，4.扫频信号，5.调幅信号，6.双边带信号，7.调频信号等。3.信号频率调节旋转复合式按键旋纽SS01，在“抽样”、“正弦波”、“三角波”、“方波”等输出状态时，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100HZ，逆时针减小100HZ；在其它DDS信号源序号，旋转复合式按键旋纽SS01无操作。4.输出信号幅度调节调节调幅旋钮W01，可改变P03.P04输出的各种信号幅度。5.用示波器观察DDS信号源产生的信号，并记录波形。完成下面的实验任务：l P03输出2k正弦波，调节使Vp-p（峰峰值）=2V；P09输出8k抽样信号；l P03输出4k三角波, 调节Vp-p（峰峰值）=3V；P09输出12k抽样信号；l P03输出6.8k方波，调节Vp-p（峰峰值）=2.5v；l P03输出扫频信号；l P03输出调幅信号；l P03输出双边带信号；l P03输出调频信号；l P09输出12K抽样信号。备注：1.对于调幅、双边带、调频信号，载波频率固定为20KHz,内部产生调制信号频率固定为2KHz，由外部“调制输入”的调制信号频率由外部输入信号决定。2.扫频信号的扫频范围是300Hz50KHz。五、实验报告1画出DDS信号源各种输出信号波形，并说明其幅度、频率等调节方法。（1）、P03输出2k正弦波，调节使Vp-p（峰峰值）=2V；P09输出8k抽样信号；（2）、P03输出4k三角波, 调节Vp-p（峰峰值）=3V；P09输出12k抽样信号；（3）、P03输出6.8k方波，调节Vp-p（峰峰值）=2.5v；（4）、P03输出调幅信号；（5）、P03输出双边带信号；（6）、P03输出调频信号；（7）、P09输出12K抽样信号；六、实验总结（1）、初步掌握了DDS信号源的工作原理及其输出方式，大致了解了实验平